燃氣儀表計量的影響因素分析

燃氣計量儀表的準確性直接影響供銷差。上海上自儀公司對影響燃氣儀表計量的各類因素，如溫度、壓力、設計、維護、氣質(zhì)、安裝、電磁干擾等進行分析，提出若干計量儀表管理措施，從而為燃氣經(jīng)營企業(yè)的供銷差管理提供一定技術支撐。

計量儀表作為燃氣經(jīng)營企業(yè)和用戶貿(mào)易結(jié)算的依據(jù)，其準確性直接影響燃氣公司的供銷差和經(jīng)濟效益。天然氣儀表種類眾多，工作原理、影響因素、維護保養(yǎng)要求等各不相同，因此計量儀表的管理是燃氣公司非?；A且非常重要的工作之一。隨著河南省安陽市天然氣的不斷發(fā)展，目前市區(qū)居民用戶發(fā)展至近 40 萬戶，工業(yè)、商業(yè)用戶也已超過 2 000 戶，公司供氣區(qū)域已擴展到 8 個縣，年總用氣量超 4.8 億 m3。目前燃氣用戶使用的計量儀表主要有超聲波流量計、渦輪流量計、腰輪流量計、超聲波燃氣表以及膜式燃氣表(包括以膜式燃氣表為基礎的各類智能表)。了解各種流量計的影響因素，正確選擇流量計，對提高天然氣計量精度、降低計量偏差十分重要。

1 燃氣儀表計量的影響因素

影響燃氣儀表計量的因素眾多，經(jīng)過深入調(diào)研和分析，明確了影響儀表計量誤差的 6 種主要因素：溫度和壓力、氣體潔凈度、電磁干擾、設計選型、安裝以及維護保養(yǎng)。

1.1 溫度和壓力

上游貿(mào)易計量表主要為超聲波流量計(帶溫度、壓力修正)、渦輪流量計(帶溫度、壓力修正)，下游用戶計量表有皮膜表(不帶溫度、壓力修正)、羅茨流量計(基本帶溫度、壓力修正)、渦輪流量計(帶溫度、壓力修正)、超聲波流量計(帶溫度、壓力修正)。天然氣行業(yè)的體積計量標準狀態(tài)為20 ℃、1 標準大氣壓(101.325 kPa)，上游供氣單位以此為依據(jù)和燃氣經(jīng)營企業(yè)進行貿(mào)易結(jié)算。

1.1.1 溫度

按照氣體狀態(tài)方程計算，溫度降低 10 K(同20 ℃比較)，誤差約為 3.4%。即計量儀表無溫度修正功能，當?shù)蜏貧怏w通過表具時，每偏差 10 K(同20 ℃比較)儀表將產(chǎn)生 3.4％的計量誤差。

1.1.2 壓力

按照氣體狀態(tài)方程和體積修正儀氣態(tài)方程，流量計標準狀況下體積流量與工況下壓力(絕壓)、未經(jīng)修正的體積流量成正比，供氣壓力升高 1 k Pa，計量損失 1％左右。

1.1.3 溫度和壓力對儀表的影響

溫度和壓力對儀表的影響主要有以下兩種情況：

(1)儀表本身無溫度、壓力修正功能，如膜式燃氣表、單機械流量計(無體積修正儀)。民用戶及小型商業(yè)用戶多是采用沒有溫度和壓力補償功能的膜式燃氣表，其讀數(shù)是沒有經(jīng)過溫度和壓力補償?shù)墓r體積值，從而形成計量誤差。這類誤差在冬季供氣時尤為明顯。以民用膜式燃氣表為例，按照氣體狀態(tài)方程計算，溫度降低 10 K，皮膜表計量將損失 3.4％，壓力升高 1kPa 時計量損失 1％左右。一般天然氣灶具額定壓力為 2 kPa，計量損失在 2％左右。以安陽公司為例，安陽地區(qū)全年平均溫度為13 ℃，普通居民用戶采用膜式燃氣計量，全年因溫度影響的計量平均誤差約為 2.4%。

(2)儀表有溫度和壓力修正功能，但由于儀表壓力、溫度傳感器故障造成計量失準。當流量計的壓力傳感器失準，造成流量計配套的體積修正儀中顯示的壓力失準，低于用戶管道內(nèi)的實際工況壓力，就會造成流量計少計量，給燃氣經(jīng)營企業(yè)帶來計量損失。如安陽公司某調(diào)壓站進站流量計計量，管道內(nèi)實際壓力 1 000 kPa，由于流量計內(nèi)置壓力傳感器損壞，體積修正儀顯示壓力僅 750 k Pa，壓力偏差了 33.3%，造成流量計少計量 33.3%。

1.2 氣體潔凈度

在城市燃氣計量中應用較多的渦輪流量計和羅茨流量計都是靠儀表機械轉(zhuǎn)動進行計量的，長時間運行中，氣體中雜質(zhì)會逐步附著到儀表的機械轉(zhuǎn)動部分，如羅茨表的轉(zhuǎn)子、渦輪表的葉輪。

通過抽檢在用儀表，對儀表清洗前后分別進行檢定，儀表清洗前后非常大誤差能達到 12.5%。其中DN100(量程為 32~650m3)的渦輪流量計，由于葉輪被油泥附著嚴重，在標準設備流量達到 100 m3/h時，儀表仍然不計量。由此可見，氣體的潔凈程度直接影響儀表的潔凈度，進而影響計量儀表計量的精確度。

1.3 電磁干擾

目前城市燃氣中在用的流量計大多為智能流量計，與用戶結(jié)算數(shù)據(jù)都以流量積算儀計量數(shù)據(jù)為準，而強磁場會影響流量積算儀的計量。安陽公司查處某一商業(yè)用戶偷氣。該用戶購買 1 臺電磁發(fā)生裝置，將該裝置連接到儀表流量積算儀上。該裝置通電后產(chǎn)生強磁場，使得儀表流量積算儀不顯示，斷電后該儀表流量積算儀正常計量。

1.4 設計選型

每臺儀表都有一定的計量范圍，如通過儀表的氣體流量超過儀表的計量范圍，儀表的計量誤差會增大甚至不計量。在城市燃氣用戶中，存在計量儀表選型不合理的現(xiàn)象。用戶更換燃氣設施、私拉亂接等情況易造成儀表計量范圍和實際用氣量范圍不匹配，出現(xiàn)大馬拉小車、小馬拉大車的現(xiàn)象，導致儀表計量誤差增大。如某工業(yè)用戶計劃一期投產(chǎn)4 t 鍋爐 1 臺，二期建設再投產(chǎn) 4 t 鍋爐 2 臺，儀表選為 DN100C(量程為 32~650 m3)，中壓計量。由于二期遲遲未建設，目前在用僅 1 臺 4 t鍋爐，儀表長期在低量程運行，造成氣量計量損失。

1.5 安裝

儀表對安裝都有一定的要求，安裝不規(guī)范會造成儀表計量失準，甚至損壞儀表。安裝計量儀表前，表前管線都應清洗、吹掃確保管線內(nèi)無鐵銹、焊渣等異物，否則容易損壞儀表，特別要注意儀表進氣方向，不能反方向安裝儀表。對于容積式儀表(如膜式燃氣表和羅茨流量計)，安裝時要注意管道要同軸同心，以免管道應力影響機械轉(zhuǎn)動部分，造成儀表計量失準甚至不計量；對渦輪流量計還要注意儀表前后直管段要求，無直管段會影響渦輪流量計的計量準確性；超聲波流量計除要注意以上兩點外，還需要安裝減噪裝置，否則會嚴重影響超聲波流量計計量，造成計量損失。如我公司某工業(yè)用戶，使用 1 臺某品牌N150 超聲波流量計，由于驗收把關不嚴，未發(fā)現(xiàn)該超聲波流量計安裝不規(guī)范，沒有安裝減噪裝置，后通過調(diào)取后端比對儀表計量數(shù)據(jù)進行比對分析，發(fā)現(xiàn)該超聲波流量計計量損失達782 288 m3，占比達到 56.5%。

1.6 維護保養(yǎng)

在城市燃氣計量中應用較多的渦輪流量計和羅茨流量計都是靠儀表機械轉(zhuǎn)動進行計量的。隨著儀表長時間的運行，儀表機械轉(zhuǎn)動部分(特別是軸承)不斷磨損，儀表機械轉(zhuǎn)動阻力不斷增大。安陽公司抽查了部分儀表的首次檢定記錄和周期檢定記錄，發(fā)現(xiàn)儀表的誤差隨時間的遷移呈增大趨勢。由此可見，儀表在日常管理中，要加強儀表的維護保養(yǎng)，特別是加強儀表注油管理。按照公司規(guī)定，

計量儀表需要定期注油，特別是渦輪流量計正常運轉(zhuǎn)情況下需要每月注油一次。

2 計量儀表管理措施

計量準確性至關重要，只依賴購買高精度的計量裝置是遠遠不夠的，需要提高整個計量表的管理水平。計量儀表的準確計量、穩(wěn)定運行是控制供銷差的基礎，是燃氣經(jīng)營企業(yè)控制供銷差的重要手段。通過計量管理來控制供銷差，首先應該從計量儀表的管理著手，主要措施如下：

(1)體積修正儀為電子儀表，存在發(fā)生故障的可能。要求用戶用氣量≥50 m3/h 的流量計必須帶有基表計數(shù)器，以確保計量的完整性和有效性。

(2)注重溫度和壓力的修正，要求流量計必須帶溫度和壓力補償。

(3)考慮流量計自帶溫度壓力傳感器為電子儀表，存在發(fā)生故障的可能，注重流量計溫度、壓力數(shù)據(jù)的調(diào)取和比對，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)異常，必須及時維護維修。

(4)加強客戶端計量儀表的監(jiān)管。建立用戶燃氣設備臺賬，定期安檢、抄表，排查私拉亂接、儀表使用不正常等現(xiàn)象，及時解決儀表不匹配問題。

(5)利用 SCADA 系統(tǒng)和工商業(yè)遠程監(jiān)控系統(tǒng)，對門站和大型工商業(yè)用戶的流量計狀態(tài)進行遠程實時監(jiān)控，便于及時發(fā)現(xiàn)異常情況。定期使用光電接頭調(diào)取數(shù)據(jù)，通過對歷史數(shù)據(jù)的分析，判斷故障發(fā)生的時間和原因，及時發(fā)現(xiàn)個別用戶惡意偷氣的時間段和用氣量。

(6)為保障計量的不間斷性，燃氣公司應保持一定數(shù)量的周轉(zhuǎn)表庫存，以備在用計量設備發(fā)生故障時能及時更換。

(7)注重流量計的周期檢定和清洗，及時發(fā)現(xiàn)和處理流量計的灰塵沉積、倒轉(zhuǎn)和過載等問題，保證流量計的正常工作。

(8)嚴把驗收關，對安裝不符合要求的儀表，堅決不能通氣。

另外，燃氣工商業(yè)用戶與居民用戶相比，使用智能儀表較多、用氣量大、用氣不規(guī)律，所以更要重點關注燃氣工商業(yè)用戶計量儀表的管理。

3 結(jié)語

供銷差直接關系到燃氣經(jīng)營企業(yè)的安全基礎及經(jīng)濟效益，在燃氣運營中有著至關重要的地位。其中供銷差管理環(huán)節(jié)眾多，涉及生產(chǎn)運營的方方面面，是燃氣經(jīng)營企業(yè)綜合管理水平的集中體現(xiàn)，因此銷氣差是供銷差管控難點。本文就超聲波流量計、渦輪流量計、腰輪流量計、超聲波燃氣表以及膜式燃氣表(包括以膜式燃氣表為基礎的各類智能表)的運行進行深入研討，對影響儀表計量的各類因素進行分析，上海上自儀公司提出有效管控措施，旨在非常大限度降低流量計的計量誤差，即降低燃氣經(jīng)營企業(yè)的供銷差，提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。